KR940003605B1 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체장치에 구비된 FET를 제조공정순으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the FETs provided in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of manufacturing process.
제2도는 제1도의 단면을 A-A'선으로 나타낸 위치에 포함한 FET의 평면도.FIG. 2 is a plan view of the FET including the section of FIG. 1 at the position indicated by the line A-A '. FIG.
제3도는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체장치에 구비된 FET를 제조공정순으로 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating the FETs provided in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of manufacturing process.
제4도는 제2도의 단면을 B-B'선으로 나타낸 위치에 포함한 FET의 평면도.4 is a plan view of the FET including the section of FIG. 2 at the position indicated by the line B-B '.
제5도는 본 발명에 제3실시예에 따른 반도체장치에 구비된 FET를 제조공정순으로 나타낸 평면도.5 is a plan view showing the FETs provided in the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention in the order of manufacturing process.
제6도는 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체장치에 구비된 FET를 일부공정만 제조공정순으로 나타낸 평면도.FIG. 6 is a plan view showing only a partial process of a FET included in a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention in the order of manufacturing process; FIG.
제7도는 종래의 MOS트랜지스터의 단면도.7 is a sectional view of a conventional MOS transistor.
제8도는 제7도에 나타낸 MOS트랜지스터의 평면도이다.8 is a plan view of the MOS transistor shown in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : p형 실리콘기판 3 : 제1홈부1: p-type silicon substrate 3: first groove
4 : 주상영역(柱狀領域) 5 : 게이트절연막4
6 : 게이트전극(폴리실리콘층) 71,72: n+형 불순물층6: Gate electrode (polysilicon layer) 7 1, 7 2: n + type impurity layer
8 : CVD산화막 8' : 게이트전극을 덮은 CVD산화막8 CVD oxide film 8 'CVD oxide film covering the gate electrode
91: 제2홈부 93: 제3홈부9 1 : 2nd groove part 9 3 : 3rd groove part
101,102: 소오스/드레인확산층 11 : 알루미늄막10 1 , 10 2 : source / drain diffusion layer 11: aluminum film
111~113: 배선 12 : 층간절연막11 1 to 11 3 : wiring 12: interlayer insulating film
13 : 접속구멍 14 : SEG법으로 형성한 주상영역13
[산업상의 이용분야][Industrial use]
본 발명은 반도체장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 기판상에 요부(凹部)나 철부(凸部)를 형성하고 이들의 측벽에 게이트전극을 형성해서 평면방향의 집적도를 향상시킨 MOS트랜지스터를 구비한 반도체장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
[종래의 기술 및 그 문제점][Traditional Technology and Problems]
종래의 MOS트랜지스터의 구조를 제7도 및 제8도에 나타내었다.The structure of a conventional MOS transistor is shown in FIGS. 7 and 8.
제7도는 종래의 MOS트랜지스터의 단면도이고, 제8도는 상기 단면을 C-C'선에 포함하는 MOS트랜지스터의 평면도이다.7 is a cross-sectional view of a conventional MOS transistor, and FIG. 8 is a plan view of a MOS transistor including the cross section in a line C-C '.
제7도(도면에서 MOS트랜지스터는 예컨대 n채널형이다)에 나타낸 바와 같이 p형 기판(101) 표면에 소자분리영역(102)이 형성되고, 이것에 의해 분리된 소자영역내에는 n형 소오스/드레인영역(1031, 1032)이 형성된다. 소오스/드레인영역(1031)과 소오스/드레인영역(1032)의 상호간에 존재하는 채널영역상에는 게이트절연막(104)이 형성되고, 그 상부에는 게이트전극(105)이 형성된다.As shown in FIG. 7 (in the drawing, the MOS transistor is, for example, an n-channel type), an
다음으로, 상기 MOS트랜지스터를 제8도의 평면도로 보면, 게이트전극(105)의 양측에는 소오스/드레인영역(1031, 1032)이 형성되어 있다. 이때, 게이트전극(105)의 폭(L)을 채널길이, 채널길이방향과 직교하는 방향의 소오스/드레인영역(103)의 폭(W)을 채널폭이라고 한다.Next, when the MOS transistor is viewed in a plan view of FIG. 8, source /
상기 구조의 MOS트랜지스터의 전류구동능력(Id)은 Vd>VG-VT의 조건하에서,The current driving capability (Id) of the MOS transistor of the above structure is under the condition of V d > V G -V T ,
Id=(W/2L)×μCox(VG-VT)2………………………………………(2)I d = (W / 2L) x μCox (V G -V T ) 2 . … … … … … … … … … … … … … … (2)
로 표시된다. 여기서 L은 채널길이, W는 채널폭, μ는 이동도, Cox는 게이트절연막의 용량을 나타내고, Vd, VG, VT는 각각 드레인전압, 게이트전압, 게이트임계치전압을 나타낸다.Is displayed. Where L is the channel length, W is the channel width, μ is the mobility, and Cox is the capacitance of the gate insulating film, and V d , V G , and V T are the drain voltage, gate voltage, and gate threshold voltage, respectively.
현재, 큰 전류구동능력(Id)을 필요로 하는 고출력 MOS트랜지스터를 얻는 방법으로는 (1)식에서 알 수 있는 바와 같이, 게이트폭(W)를 크게 해서 전류구동능력(Id)을 높이는 방법이 많이 사용되고 있다. 그런데, 이와 같은 전류구동능력(Id)을 높이는 방법은 게이트폭(W)을 크게한 만큼 소자평면면적이 증가되어 소자미세화에 역행하는 문제점이 있다.Currently, as a method of obtaining a high output MOS transistor that requires a large current driving capability (Id), as shown in (1), there are many methods of increasing the current driving capability (Id) by increasing the gate width (W). It is used. However, the method of increasing the current driving capability Id has a problem in that the device plane area increases as the gate width W is increased, thereby counteracting the device miniaturization.
참고문헌 (1) T. Mizuno et al., Symp. VLSI Tech. Dig., P23(1988)References (1) T. Mizuno et al., Symp. VLSI Tech. Dig., P 23 (1988)
[발명의 목적][Purpose of invention]
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안해서 발명된 것으로, FET의 소자평면면적당의 채널폭을 증가시켜 전류구동능력을 높이면서도 고집적화를 도모할 수 있는 고출력 FET를 구비한 반도체장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and provides a semiconductor device having a high output FET capable of achieving high integration while increasing current driving capability by increasing the channel width per device plane area of the FET, and a method of manufacturing the same. Has its purpose.
[발명의 구성][Configuration of Invention]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체장치는 적어도 한쪽면에 제1주면과 ; 이것과 기판두께방향으로 서로 높이가 다른 제2주면 ; 이들의 연속된 측면으로 이루어진 주상영역을 구비하고 있고, 상기 제2주면은 평면에서 볼때 굴곡진 개소를 적어도 1개 구비하고 있으며, 그에 따라 상기 주상영역이 굴곡진 개소를 갖게 되는 반도체기판 ; 상기 제1, 제2주면의 표면영역에 형성된 기판과 반대도전형의 제1, 제2영역 ; 상기 주상영역의 측면을 따라 굴곡진 개소를 갖도록 형성된 게이트전극을 구비한 FET를 구비하여 구성된다.The semiconductor device of the present invention for achieving the above object has a first main surface on at least one surface; A second main surface having a height different from this in the substrate thickness direction; A semiconductor substrate having a columnar region consisting of successive side surfaces thereof, the second main surface having at least one curved portion in plan view, and thus the columnar region having a curved portion; First and second regions of opposite conductivity type to the substrate formed in the surface regions of the first and second main surfaces; And a FET having a gate electrode formed to have a curved portion along the side surface of the columnar region.
또, (1) 상기한 반도체장치에 있어서, 상기 주상영역의 측면은 서로 대향(對向)하는 개소를 가지고, 상기 서로 대향하는 개소의 간격(d)과 상기 게이트전극의 두께(T)간의 관계가(1) In the semiconductor device described above, the side surfaces of the columnar regions have locations facing each other, and the relationship between the distance d between the locations facing each other and the thickness T of the gate electrode. end
d >2Td> 2T
일 것,Work,
(2) 상기 주상영역은 최소폭을 b, 게이트공핍층의 폭을 Xj라고 할 경우,(2) When the columnar region has a minimum width b and a gate depletion layer Xj,
b ≤2Xjb ≤2Xj
의 관계가 만족되는 크기를 갖도록 구성될 것등의 2개항중 적어도 1항이 만족되도록 구성되어 있다.At least one of the two terms, such as to be configured to have a size satisfactory, is configured to be satisfied.
또, 본 발명의 반도체장치의 제조방법은 적어도 한쪽면에 제1주면이 있는 반도체기판에 제1주면과 기판 두께방향으로 서로 높이가 다른 제2주면을 이들이 서로 접속되는 측면 및 굴곡진 개소를 갖도록 형성하는 공정과, 제1, 제2주면 및 이들을 접속하는 측면에 제1절연막을 형성하는 공정, 제1절연막상에 제1도체막을 퇴적 형성하는 공정, 상기 제1도체막을 엣칭하여 상기 측면을 따라서 측벽모양으로 소정량을 잔류시키는 공정, 상기 측벽모양으로 잔류시킨 제1도체막을 마스크로 해서 기판과 반대도전형의 제1불순물을 제1, 제2주면에 동입하는 공정, 전면에 제2절연막을 퇴적형성하는 공정, 상기 제2절연막을 엣칭하여 상기 측면을 따라서 상기 제1도체막을 덮으면서 측벽모양으로 소정량을 잔류시키는 공정, 상기 제2절연막을 엣칭해서 노출시킨 제1, 제2주면에 대해서 이들을 구성하는 재료인 반도체를 제2절연막을 마스크로 소정량 엣칭해서 적어도 2개의 제1, 제2홈부를 형성하는 공정, 상기 제2절연막을 마스크로 해서 기판과 반대도전형의 제2불순물을 제1, 제2홈부내에 도입하는 공정, 전면에 제2도체막을 형성하는 공정, 제2도체막을 적어도 상기 제2절연막이 노출될 때까지 엣칭해서 상기 제1, 제2홈부내에 잔류시킴으로써 배선을 형성하는 공정을 구비하여 구성된다.In addition, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a semiconductor substrate having a first main surface on at least one side thereof has a first main surface and a second main surface having different heights in the thickness direction of the substrate so as to have side surfaces and curved portions connected to each other. Forming, a step of forming a first insulating film on the first and second main surfaces and a side surface connecting the same, a step of depositing a first conductor film on the first insulating film, and etching the first conductor film along the side surface. A step of retaining a predetermined amount in the form of sidewalls, A step of introducing a first impurity of opposite conductivity to the first and second main surfaces by using the first conductor film remaining in the form of a sidewall as a mask, and a second insulating film on the entire surface. Depositing a second insulating film, etching the second insulating film to cover the first conductor film along the side surface, and leaving a predetermined amount in a sidewall shape; etching the second insulating film to expose the first and second films Forming at least two first and second groove portions by etching a predetermined amount of the semiconductor, which is a material constituting these, on the two main surfaces with a mask, using a second insulating film; and using a second insulating film as a mask. Introducing a second impurity into the first and second grooves; forming a second conductor film on the entire surface; etching the second conductor film until at least the second insulating film is exposed; It is equipped with the process of forming wiring by remaining.
[작용][Action]
상기와 같은 반도체장치에 있어서는 반도체기판에 굴곡진 개소를 갖는 주상영역이 존재하고, 이 주상영역의 측면을 따라 채널영역이 형성되는 바, 그에 따라 굴곡진 개소가 있는 게이트전극을 갖춘 FET가 형성된다. 따라서, 평면방향의 소자평면면적당의 채널폭이 증가됨과 더불어 주상영역이 굴곡져 있으므로 평면방향의 면적을 효과적으로 이용할 수 있어 상기 증가분이 한층 더 커지게 된다.In the semiconductor device described above, a columnar region having curved portions exists in the semiconductor substrate, and a channel region is formed along the side surface of the columnar region, thereby forming a FET having a gate electrode having curved portions. . Therefore, the channel width per device plane area in the planar direction is increased and the columnar region is curved, so that the area in the planar direction can be effectively used, and the increase is further increased.
상기 굴곡진 개소를 갖는 주상영역의 구체적인 예로는 나선형 혹은 지그재그형등이 있다.Specific examples of the columnar region having the curved portion include a spiral or zigzag shape.
또, 주상영역이 나선형, 지그재그형이면, 주상영역이 굴곡진 곳이 서로 대향되는 개소가 생기게 된다. 여기서 서로 대향하는 개소의 간격을 d라 하고, 주상영역의 측면에 형성된 게이트전극의 두께를 T라 하는 경우In addition, when the columnar region is spiral or zigzag-shaped, a place where the curved region of the columnar region is opposite to each other is generated. In this case, the distance between the opposing points is d, and the thickness of the gate electrode formed on the side of the columnar region is T.
d >2Td> 2T
의 관계, 즉, 게이트전극의 두께(T)를 2배로 해도 상기 간격(d)을 크게 하면, 게이트전극형성에 의해 주상영역이 매몰되지 않게 된다.In other words, even when the thickness T of the gate electrode is doubled, if the interval d is increased, the columnar region is not buried by the formation of the gate electrode.
또, 그 제조방법에 있어서는, 반도체기판에 굴곡진 개소를 갖는 주상영역을 선택적 기상성장법 혹은 홈을 파냄으로써 형성하고, 이어 게이트절연막인 제1절연막, 게이트전극, 게이트전극을 다른 도전층과 절연시키는 제2절연막을 순차형성한다. 이어, 제2절연막을 엣칭해서 주상영역의 천정면(天井面) 및 주상영역 상호간의 밑면의 반도체를 노출시킨다. 이어, 남아 있는 제2절연막을 마스크로 해서 상기 반도체를 에칭하여 상기 천정면 및 밑면에 각각 제1, 제2홈부가 자기정합적으로 형성된다. 이어서, 배선으로 될 도체층을 형성하고, 이를 엣칭해서 상기 제1, 제2홈부내에 상기 도체층을 잔류시킴으로써 소오스/드레인확산층에 대해서 자기정합적으로 배선을 형성시킨다.In the manufacturing method, a columnar region having a bent portion on the semiconductor substrate is formed by selective vapor growth or digging a groove, and the first insulating film, the gate electrode, and the gate electrode, which are gate insulating films, are insulated from other conductive layers. The second insulating film is sequentially formed. Subsequently, the second insulating film is etched to expose the semiconductor on the ceiling surface of the columnar region and the bottom surface of the columnar region. Subsequently, the semiconductor is etched using the remaining second insulating film as a mask, so that first and second grooves are formed in self-alignment on the ceiling surface and the bottom surface, respectively. Subsequently, a conductor layer to be a wiring is formed, and the conductor layer is etched to leave the conductor layer in the first and second grooves so as to form a wiring self-aligned with respect to the source / drain diffusion layer.
[실시예]EXAMPLE
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예에 따른 반도체장치를 그 제조방법과 함께 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with the manufacturing method.
제1a도 내지 제1i도는 본 발명의 제1실시예의 장치에 구비된 MOS트랜지스터를 제조공정순으로 나타낸 단면도, 제2a도 내지 제2e도는 제조공정순으로 나타낸 평면도이다. 이들 평면도에 있어서 제1도의 단면은 A-A'선에 따른 것이다.1A to 1I are sectional views showing the MOS transistor included in the device of the first embodiment of the present invention in the order of manufacturing process, and FIGS. 2A to 2E are top views showing the manufacturing process order. In these top views, the cross section of FIG. 1 is along the line AA ′.
우선, 제1a도, 제2a도에 나타낸 바와 같이, 예컨대 p형 실리콘기판에 예컨대 LOCOS법으로 필드 절연막(2)을 형성한다. 이어서, 예컨대 포토레지스트를 이용하는 사진식각법을 사용해서 기판(1)내에 제1홈부(3)을 선택적으로 파낸다. 이때, 제1홈부(3)을 예컨대 나선형으로 파냄으로써 나선형의 주상영역(4)을 형성한다.First, as shown in FIGS. 1A and 2A, the
이때, 제2a도의 평면도에 나타낸 바와 같이, 예컨대 주상영역(4)은 제1홈부(3)에 의해 섬모양으로 분리되어 형성된다. 이 경우, 주상영역(4)이외에 제1홈부(3)로 분리되는 개소를 참조부호 4'으로 도시하였다.At this time, as shown in the plan view of FIG. 2A, for example, the
또, 나선형의 주상영역(4)을 도면중의 4'와 분리해서 형성하지는 않는데 서로 접속되게 형성되어도 물론 관계없다.The spiral
이어서, 제1b도, 제2b도에 나타낸 바와 같이, 상기 주상영역(4)의 표면등에 예컨대 열산화법으로 게이트절연막(5)을 형성한다. 이어서, 예컨대 CVD법으로 전면에 폴리실리콘층을 제1홈부(3)의 폭의 절반이하의 두께로 퇴적형성한다. 이어서, RIE법으로 이 폴리실리콘층을 주상영역(4)의 측면에 측벽형태로 잔류시킨 바, 이를 도면에서 참조부호 6으로 나타내었다. 이렇게 측벽형태로 잔류시킬 때 주상영역(4)의 상부에 약간의 노출부를 설치해 놓는다.Subsequently, as shown in FIG. 1B and FIG. 2B, the
또, 이때 폴리실리콘층에 예컨대 포토래지스트등의 마스크를 올려놓고, 예컨대 도면에 나타낸 바와 같이 게이트접속부가 되는 영역(6b) 및 거기까지의 배선영역(6a)을 형성한다. 이어서, 폴리실리콘층(6)을 마스크로 해서 n형 불순물, 예컨대 비소등을 주상영역(4) 및 기판(1)으로 이온주입하여 n+형 불순물층(71~73)을 형성한다.At this time, a mask such as a photoresist is placed on the polysilicon layer to form a
이어서, 제1c도에 나타낸 바와 같이, 예컨대 CVD법으로 전면에 VCD산화막(8)을 퇴적형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, the
이어서, 제1d도에 나타낸 바와 같이, CVD산화막(8)을 엣칭하여 주상영역(4)의 측면에 측벽형태로 잔류시킴과 더불어 폴리실리콘층(6)을 CVD산화막(8)을 덮는다. 이 상태를 도면에 참조부호 8'으로 나타내었다. 또, CVD산화막(8')을 제거할 때 주상영역(4)의 천정면(도면중 72의 부근) 및 주상영역 상호간의 밑면(도면중의 71의 부근)의 실리콘이 노출되도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, the
이어서 제1e도, 제2c도에 나타낸 바와 같이, 상기 CVD산화막(8)의 엣칭공정에 의해 노출된 실리콘을 엣칭하여 제2홈부(91) 및 제3홈부(92)를 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1E and FIG. 2C, the silicon exposed by the etching process of the
이어서, 제1f도에 나타낸 바와 같이, 제2, 제3홈부(91, 92)에 대해서 비소를 이온주입하여 n+형 소오스/드레인확산층(101, 102)을 형성한다. 이때, 소오스/드레인확산층(101)에 있어서는 상기한 n+형 불순물층(71)과 일체화 되도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 1f, arsenic is ion-implanted into the second and
이어서, 제1g도에 나타낸 바와 같이 배선층으로 되는, 예컨대 알루미늄막(11)을 스퍼터링법으로 전면에 증착형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1G, for example, an
이어서, 제1h도, 제2d도에 나타낸 바와 같이, 알루미늄막(11)을 엣칭하여 상기 제2, 제3홈부(91, 92)내에 각각 매립, 자기정합적으로 배선을 형성한다. 이 상태를 도면에 참조부호 111, 112로 나타내었다.Subsequently, as shown in FIG. 1H and FIG. 2D, the
또, 제2d도 중 참조부호 11a~11c로 나타낸 영역을 접속부로 된다.In addition, the Figure 2d is a region shown by
이어서, 제1i도, 제2e도에 나타낸 바와 같이, 층간절연막(12)을 전면에 퇴적형성하고, 이어 상기 접속부(6b, 11a~11c)로 통하는 접속구멍(13)을 예컨대 사진식각법을 이용해서 개공한다.Then, the 1i also, as indicated in claim 2e also, forming depositing the
이상과 같은 공정을 통해 제1실시예의 장치에 구비된 MOS트랜지스터가 형성된다.Through the above process, the MOS transistor included in the device of the first embodiment is formed.
이러한 MOS트랜지스터에서는 주상영역(4)이 나선형으로 굴곡을 갖고, 또 이 주상영역(4)의 측면을 따라 채널영역이 형성되며, 또 상기 측면상에 게이트전극이 형성되어 있으므로 소자평면면적당의 채널폭이 증가된다.In this MOS transistor, the
따라서, 구동능력이 높은 MOS트랜지스터가 얻어진다.Thus, a MOS transistor with high driving capability is obtained.
또, 그 제조방법은 소오스/드레인확산층(101, 102)에 대한 배선이 실리콘을 엣칭해서 얻은 제2, 제3홈부(91, 92)로 배선층으로 되는 도체층을 매립하면서 형성되므로 소자미세화에 유리하다.In addition, the manufacturing method is formed by filling the conductor layer serving as the wiring layer with the second and
또, 게이트전극(6)의 두께를 T라 하고, 주상영역(4)의 상호간의 폭을 d로 하는 경우, 이들간의 관계를When the thickness of the
d >2Td> 2T
로 한다. 이렇게 함으로써 제1b도, 제2b도에 나타낸 바와 같이 굴곡이 생긴 주상영역(4)에 있어 서로 대향하는 개소가 게이트전극(6)에 의해 매립되지 않게 되어 주상영역 상호간의 밑면에도 확산층(71) 혹은 제1f도에 나타낸 소오스/드레인확산층(101)이 형성될 수 있게 된다.Shall be. By doing so, in the bent
더욱이, 게이트공핍층의 폭이 Xj이고 주상영역(4)의 폭이 b일 때Furthermore, when the width of the gate depletion layer is Xj and the width of the
b ≤2Xjb ≤2Xj
로 되는 관계를 만족시키면 상기한 참고문헌에 있는 바와 같이 게이트바이어스에 의해 보다 높은 구동능력이 기대되고, 작은 소자평면면적으로 큰 전류구동능력을 갖는 고출력 MOS트랜지스터를 얻을 수 있다.When the relationship is satisfied, as described in the above reference, higher driving capability is expected by the gate bias, and a high output MOS transistor having a large current driving capability with a small device plane area can be obtained.
다음으로, 제3도 및 제4도를 참조해서 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체장치를 설명한다.Next, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
제3a도 내지 제3i도는 본 발명의 제2실시예의 장치에 구비된 MOS트랜지스터를 제조공정순으로 나타낸 단면도이고, 제4a도 내지 제4e도는 제조공정순으로 나타낸 평면도이다. 이들 평면도에 있어서, 제3도의 단면은 B-B'선에 따른 것이다.3A to 3I are sectional views showing the MOS transistors provided in the device of the second embodiment of the present invention in the order of manufacturing processes, and FIGS. 4A to 4E are top views showing the manufacturing process order. In these top views, the cross section in FIG. 3 is along the line BB ′.
또, 제3도 및 제4도에 있어서, 제1도 및 제2도와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.In addition, in FIG. 3 and FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as FIG. 1 and FIG.
우선, 제3a도, 제4a도에 나타낸 바와 같이, 제1실시예와 마찬가지로 p형 실리콘기판(1)에 필드절연막(2)을 형성한 후, 선택적기상성장법(Selecive Epitaxial Growth ; SEG)으로 나선형의 주상영역(14)을 기판(1)에서 돌출한 모양으로 형성한다. 도전형은 예컨대 기판(1)과 같은 p형이다.First, as shown in FIG. 3A and FIG. 4A, the
다음으로, 제3b도, 제4b도에 나타낸 공정은 예컨대 상술한 제1b도 및 제2b도의 공정과 같다.Next, the process shown in FIG. 3B and FIG. 4B is the same as the process of FIG. 1B and 2B mentioned above, for example.
이 경우, 제4b도의 평면도에 나타낸 바와 같이, 폴리실리콘층에 예컨대 포토레지스트등의 마스크를 올려놓고, 예컨대 도면중에 나타낸 바와 같이 게이트접속부로 되는 영역(6b) 및 거기까지의 배선영역(6a)을 형성한다.In this case, as shown in the plan view of Fig. 4B, a mask such as a photoresist is placed on the polysilicon layer, and as shown in the figure, for example, the
제3c도 및 제3d도에 나타낸 공정은 예컨대 제1c도 및 제1d도에서 설명한 공정과 같다.The processes shown in FIGS. 3C and 3D are the same as those described in FIGS. 1C and 1D, for example.
단, 기판(1)에서 돌출된 형태의 주상영역(14)을 형성하는 경우에는 폴리실리콘층으로 이루어진 배선영역(6a, 6b)상에 예컨대 포토레지스트등의 마스크를 올려놓고 이들이 CVD산화막(8')으로 덮혀지도록 한다.However, in the case of forming the
제3e도, 제4c도에 나타낸 공정은 예컨대 제1e도, 제2c도에서 설명한 공정과 같다.The process shown in FIG. 3E and FIG. 4C is the same as the process demonstrated by FIG. 1E and FIG. 2C, for example.
여기서, 제4c도의 평면도에 있어, 상기 공정으로 배선영역(6a, 6b)상을 덮은 CVD산화막(8')을 각각 도면에서 참조부호 8'a, 8'b로 나타내었다.Here, in the plan view of Fig. 4C, the CVD oxide film 8 'covering the
제3f도 및 제3g도에 나타낸 공정은 예컨대 제1f도 및 제1g도에서 설명한 공정과 같다.The processes shown in FIGS. 3f and 3g are the same as those described in FIGS. 1f and 1g, for example.
제3h도, 제4d도에 나타낸 공정은 예컨대 제1h도, 제2d도에서 설명한 공정과 같다.The process shown in FIG. 3H and FIG. 4D is the same as the process demonstrated by FIG. 1H and FIG. 2D, for example.
여기서, 제4d도 중에 참조부호 11a, 11b로 나타낸 영역은 접속부로 된다.Here, the areas indicated by reference numerals 11a and 11b in FIG. 4d are connected portions.
제3i도, 제4e도에 나타낸 공정은 예컨대 제1i도, 제2e도에서 설명한 공정과 같다.The processes shown in FIGS. 3i and 4e are the same as those described in FIGS. 1i and 2e, for example.
여기서, 접속구멍(13)은 접속부(6a, 11a, 11b)에 대해서 개공된다.Here, the connection hole 13 is opened with respect to the
이상의 공정을 통해서 제2실시예의 장치에 구비된 MOS트랜지스터가 형성된다.Through the above steps, the MOS transistor included in the device of the second embodiment is formed.
이와 같이, 기판(1)상에 돌출되는 영역을 선택적으로 형성하고, 그에 따라 주상영역(4)을 얻어도 제1실시예와 같은 효과가 얻어진다. 또, 제2실시예중의 제1홈부(3)를 얻는 방법은 제1실시예와 달리 주상영역(14)이 서로 대향하고 있도록 하고 있지만, 제1실시예에서의 제1홈부(3)와 그 역할은 실질적으로 변화되지 않는다. 따라서, 이 제2실시예에서도 동일한 참조부호를 부여하고 있다.Thus, even if the region protruding on the
이상, 굴곡진 개소를 갖는 주상영역의 패턴이 나선형인 것에 대해서 설명하였다.In the above, it demonstrated that the pattern of the columnar area | region which has a curved location is spiral.
다음으로, 굴곡진 개소를 갖는 주상영역의 패턴으로는 여러가지가 있지만, 대표적인 것으로 지그재그형을 일예로 들어 제3, 제4실시예로서 설명한다.Next, although there are many patterns of columnar regions having curved portions, the third and fourth embodiments will be described as examples, taking zigzag shapes as an example.
제5a도 및 제5b도는 제3실시예로서 각각 하나의 제조공정중에 있어서의 평면도이다. 제5도에 있어서, 제2도와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.5A and 5B are plan views in one manufacturing process as the third embodiment, respectively. In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same parts as in FIG.
우선, 제5a도에 나타낸 바와 같이, 제1실시예와 같은 공정으로 주상영역(4)을 나선형이 아닌 지그재그형으로 형성한다.First, as shown in FIG. 5A, the
이 제3실시예에서는 지그재그형으로 형성된 주상영역(4)이 제1홈부(3)에 의해 섬모양으로 분리되어 있지만, 도면에서 별도로 4'으로 표시한 영역과 서로 접속되게 형성되어도 관계없다.In this third embodiment, the
다음으로, 제5b도에 나타낸 바와 같이, 제1실시예와 같은 방법으로 게이트절연막(5), 게이트전극(6) 및 기판(1)과 반대도전형의 불순물층(71~73)을 형성한다. 그리고, 예컨대 도면에 나타낸 바와 같은 게이트 접속부로 되는 영역(6b) 및 거기까지의 배선영역(6a)도 예컨대 사진식각법으로 대표되는 한정방법으로 형성해 놓았다.Next, as shown in FIG. 5B, the impurity layers 7 1 to 7 3 of the opposite conductivity type to the
이후의 제조공정은 별도로 도시하지는 않았지만, 예컨대 제1실시예와 같은 공정으로 하면 된다.The subsequent manufacturing steps are not shown separately, but may be the same steps as those in the first embodiment.
이와 같이, 주상영역(4)의 형상을 지그재그형으로 해서 굴곡진 개소를 얻어도 제1, 제2실시예와 같은 효과가 있는 것은 물론이다.As described above, even if the shape of the
다음으로, 제6도를 참조해서 제4실시예에 따른 반도체장치에 대해서 설명한다.Next, the semiconductor device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
제6a도 및 제6b도는 제4실시예로서 각각 하나의 제조공정중에서의 평면도이다. 제6도에 있어서, 제4도와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.6A and 6B are plan views of one manufacturing process each as the fourth embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same parts as in FIG.
우선, 제6b도에 나타낸 바와 같이, 제2실시예와 같은 방법으로 게이트절연막(5), 게이트전극(6) 및 기판(1)과 반대도전형의 불순물층(71, 72)을 형성한다. 그리고, 예컨대 도면에 나타낸 바와 같이 게이트접속부로 되는 영역(6b) 및 거기까지의 배선영역(6a)도 예컨대 사진식각법으로 대표되는 한정방법으로 형성해 놓는다.First, as shown in FIG. 6B, the impurity layers 7 1 and 7 2 of the opposite conductivity type to the
이후의 제조공정은 별도로 도시하지는 않았지만, 예컨대 제2실시예와 같은 공정으로 하면 된다.Although subsequent manufacturing steps are not separately shown, the same steps as those in the second embodiment may be used.
이와 같이, 주상영역(14)의 형상을 지그재그형으로 해서 굴곡진 개소를 얻어도 제1 내지 제3실시예와 같은 효과가 있음은 물론이다.As described above, even if the shape of the
이상, 제1 내지 제4실시예와 다른 반도체에 구비된 FET를 MOS형의 경우에 대해서 설명하고, 고출력 MOS트랜지스터가 얻어지는 것 및 그 제조방법을 설명하였다.The FETs provided in the semiconductors different from those in the first to fourth embodiments have been described in the case of the MOS type, and the description has been made as to how to obtain a high output MOS transistor and its manufacturing method.
본 발명은 어떤 MOS형의 FET라도 FET라면, 그 효과를 충분히 발휘할 수 있음은 물론이다. 예컨대 GaAs기판에 형성된 FET로 대표되는 MES형 FET이어도 좋다. 이 경우에는 물론 게이트절연막을 형성할 필요는 없고, 또 GaAs자체가 반절연성이 있으므로 필드절연막으로 대표되는 소자분리영역도 반드시 형성할 필요는 없다.It is a matter of course that the present invention can sufficiently exhibit the effect of any MOS type FET if it is a FET. For example, an MES type FET represented by a FET formed on a GaAs substrate may be used. In this case, of course, it is not necessary to form the gate insulating film, and since GaAs itself is semi-insulating, it is not necessary to form the device isolation region represented by the field insulating film.
[발명의 효과][Effects of the Invention]
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, FET의 소자평면면적당의 채널폭이 증가됨으로써 높은 전류구동능력이 달성되고, 더욱이 고집적화를 꾀할 수 있는 고출력 FET를 구비한 반도체장치 및 그 제조방법이 제공된다.As described above, the present invention provides a semiconductor device with a high output FET capable of achieving high current driving capability and further high integration by increasing the channel width per device plane area of the FET, and a method of manufacturing the same. .
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